＊邢波 楊郭 杜懷明 劉興勇 周強 劉小楠

（四川輕化工大學化學工程學院 四川 643000）

分離工程作為化學工程學科的重要組成部分，是一門來源于化工實際生產(chǎn)，并在實際生產(chǎn)過程中不斷發(fā)展延伸，最終形成一門相對成熟的學科，是化工相關(guān)專業(yè)學生所必須學習的一門專業(yè)核心課程[1-2]。該課程是研究化工過程及其它工業(yè)過程中物質(zhì)分離與純化方法的一門技術(shù)科學，是研究分離過程和分離設(shè)備共性規(guī)律的學科，應(yīng)用性極強，為石化工業(yè)、無機和有機化學工業(yè)、石油加工、資源和能源工業(yè)、材料工業(yè)、聚合物加工、生化工業(yè)、制藥工業(yè)、環(huán)境保護、核工業(yè)等許多國民經(jīng)濟重要工業(yè)領(lǐng)域的成長和技術(shù)進步做出了極其重要的貢獻[3]。

此外，當前世界面臨百年未有之大變局，產(chǎn)業(yè)在變、行業(yè)在變、技術(shù)在變，高等教育必須求變以應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革、應(yīng)對我國新經(jīng)濟發(fā)展和應(yīng)對未來戰(zhàn)略競爭，培養(yǎng)當今和未來社會和經(jīng)濟所需要的能力[4]。在此背景下，教育部至2017年2月以來積極推進新工科建設(shè)，提出高等教育發(fā)展新理念、新質(zhì)量、新體系、新模式和新結(jié)構(gòu)，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設(shè)[5-7]。

因此，面對時代挑戰(zhàn)，分離工程課程建設(shè)改革需要以新工科建設(shè)為指引，更新理念、創(chuàng)新教學方法、優(yōu)化評價標準、緊跟時代科技前沿，提升課程高階性、突出課程創(chuàng)新性、增加課程挑戰(zhàn)度，切實提高課程質(zhì)量，促進學生知識、能力、素質(zhì)有機融合，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的綜合能力和高級思維[8-9]。此外，四川輕化工大學（以下簡稱“我?！保┳鳛樗拇ㄊ』ゎ惐究迫瞬排囵B(yǎng)基地和西南化工類人才的重要來源之一，已在化學工程與工藝專業(yè)建設(shè)方面取得長足發(fā)展，并成為西南地區(qū)省屬高校中首個通過國家工程教育專業(yè)認證的化工專業(yè)。為此，我校分離工程課程團隊以國家工程教育專業(yè)認證為契機，在課程思政、教材建設(shè)、教學理念、教學方法、教學評價以及課程目標等方面進行了不斷的改革探索，為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展、社會適應(yīng)性強、基礎(chǔ)扎實、具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才提供重要支撐。

1.以立德樹人為引領(lǐng)，深化課程思政建設(shè)

分離技術(shù)是解決環(huán)保問題、能源問題、安全問題等國家重大需求的工程技術(shù)，人類生活水平進一步提高有賴于新的分離技術(shù)，是衡量一個國家綜合國力的重要標志，在整個工業(yè)生產(chǎn)過程中占據(jù)極其重要的地位[9]。因此，深化推進 《分離工程》課程思政建設(shè)，對我國培養(yǎng)具有家國情懷、責任感、使命感、民族自豪感的分離技術(shù)人才尤為重要。為此，我校分離工程課程教學團隊在教學過程中會深度挖掘課程所蘊藏的豐富德育資源來推行課程思政，專門收集了一些我國典型分離過程發(fā)展背后的先進人物和事跡進行講解，讓學生能夠認識到我國分離技術(shù)的發(fā)展艱辛、取得成就、存在的巨大挑戰(zhàn)與機遇，強化學生科學精神和創(chuàng)新意識[6]。比如，在講解萃取分離技術(shù)的串級萃取理論時，會向同學們介紹我國徐光憲院士在建立新串級萃取理論、引導(dǎo)稀土分離技術(shù)全面革新和促進我國從稀土資源大國向高純稀土生產(chǎn)大國飛躍等方面所作出的杰出貢獻，讓同學們知道我國老一輩科學家在推動我國分離技術(shù)進步方面所作出的艱苦努力，增強同學們的家國情懷和文化自信。另外，在講解CO2吸收過程時，會給同學們衍生出對應(yīng)的溫室效應(yīng)以及全球氣候變化問題，給同學們灌輸要解決好溫室效應(yīng)和全球氣候變化不僅需要技術(shù)的創(chuàng)新，更需要踐行更加綠色、循環(huán)、低碳的發(fā)展理念，注重學生工程倫理意識培養(yǎng)。在講解多組分精餾時，將向同學們介紹中國科學院院士、著名化工專家、天津大學教授余國琮在化工精餾領(lǐng)域所開展的創(chuàng)新性工作，重點介紹其所提出的不穩(wěn)態(tài)蒸餾理論和濃縮重水的“兩塔法”，為新中國核技術(shù)起步和“兩彈一星”突破作出了重要貢獻。同時，余國琮教授開展了大量大型工業(yè)精餾塔新技術(shù)研究，奠定了現(xiàn)代精餾技術(shù)的理論基礎(chǔ)，形成了“具有新型塔內(nèi)件的高效填料塔技術(shù)”，完全打破了國外技術(shù)的壟斷，有力促進了我國石化工業(yè)跨越式發(fā)展。通過化工分離過程領(lǐng)域典型案例的介紹，讓學生能夠樹立牢固的科學素養(yǎng)和家國情懷。

2.以課程目標為指引，完善課程教材體系

雖然我校分離工程課程推薦使用教材為葉慶國主編的《分離工程》，但是由于不同教材在教學內(nèi)容安排、講解難易程度、工程實踐案例安排上都有不同，為讓學生更容易理解分離工程有關(guān)的分離技術(shù)和基本理論，我校分離工程課程教學團隊在教學過程中會綜合分析國內(nèi)外《分離工程》相關(guān)的經(jīng)典教材，包括《Separation Process Principles》（Seader,J.D.and Henley,E.J.,Chemical Industry Press）、《化工分離工程》（鄧修、吳俊生主編，科學出版社）、《化工分離過程》（劉家祺、陳洪鈁主編，化學工業(yè)出版社）、《石油化工分離工程》（張一同、徐心茹主編，華東理工大學出版社）、《分離工程》（葉慶國主編，化學工業(yè)出版社）等教材，分析教材章節(jié)內(nèi)容與課程目標的關(guān)系，在不同的教學環(huán)節(jié)還選用不同的輔助教學參考書，旨在更新課程內(nèi)容、注重工程實踐和完善整個教材體系。

比如，在講解設(shè)計變量計算時，將采用《化工分離過程》（劉家祺、陳洪鈁主編，化學工業(yè)出版社）中所涉及的例題進行講解，該教材對可調(diào)設(shè)計變量、固定設(shè)計變量的概念描述更為直接易懂，所涉及的例題計算分析也更為具體詳細，同學們理解起來吸收起來更為容易。在講解活度系數(shù)法計算相平衡常數(shù)時，將采用《化工分離工程》（鄧修、吳俊生主編，科學出版社）教材中內(nèi)容進行講解，該教材詳細分析了基準態(tài)逸度計算、活度系數(shù)計算、普瓦廷因子等，尤其是對于基準態(tài)逸度的確定比推薦教材講解更深入，教學內(nèi)容編排邏輯也更為清晰。在講解多組分精餾的簡捷計算時，將采用《化工分離過程》（劉家祺、陳洪鈁主編，化學工業(yè)出版社）教材中所涉及的例題進行講解。該教材的例題按照層層遞進的思路，將整個FUG法講解得清晰明了，并且還涉及具體的簡捷計算的流程框圖，更容易讓學生理解掌握。在進行吸收單元操作的工程案例講解時，將采用推薦教材進行講解，推薦教材所講例題來源于實際生產(chǎn)，情境性更強，且整個計算推導(dǎo)過程詳細、原理清晰，有利于基礎(chǔ)相對薄弱的普通本科院校學生進行學習理解。

3.把握新工科建設(shè)內(nèi)涵，創(chuàng)新教學理念、課程內(nèi)容、教學形式和教學評價

新工科建設(shè)對課程建設(shè)提出更高要求，課程建設(shè)需立足當下、瞄準未來、主動變革，創(chuàng)新課程教學理念、課程內(nèi)容、教學形式和教學評價。為此，我校分離工程課程教學團隊在教學過程中作出了如下改革探索：

（1）在課程教學理念方面，我校化學工程與工藝專業(yè)早在2014年就成為西南地區(qū)省屬高校中首個通過國家工程教育專業(yè)認證的化工專業(yè)，并在2017年再次通過了CEEAA組織的專業(yè)認證。因此，教學團隊老師時刻以“學生中心（SC）、成果導(dǎo)向（OBE）、持續(xù)改進（CI）”的國際工程教育理念武裝大腦，將“考”生變成“學”生，將“教”師變成“導(dǎo)”師，學生在課程學習中要處于中心地位[10]。經(jīng)過近五年教學團隊的不斷建設(shè)完善，目前學?！斗蛛x工程》課程已經(jīng)按照工程教育專業(yè)認證要求完成教學大綱修訂、教學內(nèi)容更新、課堂教學創(chuàng)新、試卷分析、課程目標達成度分析、存在問題及持續(xù)改進分析等教學管理工作。同時，教學團隊已經(jīng)形成良好的“傳幫帶”機制，對于新加入教師也會通過助教、專題培訓(xùn)、共同研討、試講、指導(dǎo)教學競賽等方式，增強其對國際工程教育理念和新工科理念的認識，提升其各方面教學能力，讓其更快融入《分離工程》的課程教學。

（2）在教學內(nèi)容上，會強化緒論課程的統(tǒng)領(lǐng)作用，將從整個化工專業(yè)知識體系出發(fā)，讓學生知道《分離工程》這門課在專業(yè)知識體系中的重要位置，以及該課程與其他課程間的相互關(guān)系如何，讓學生的知識學習更加立體、更加明了。同時，在緒論中還將對整本教材的編制邏輯線條進行講解，讓同學們清楚每一章在《分離工程》知識體系的作用，有助于學生構(gòu)建整個知識網(wǎng)絡(luò)體系。此外，不再局限在傳統(tǒng)分離過程的講解過程中，會在教學過程中將我校團隊科研成果與教學相結(jié)合，通過專題的形式向?qū)W生講解一些新的分離工藝、設(shè)備和方法，比如分子篩膜技術(shù)、超臨界萃取技術(shù)、反滲透膜技術(shù)、反應(yīng)精餾、靶向捕獲技術(shù)等；同時還將添加模擬計算方面知識介紹，以乙醇和水的精餾分離過程為例，重點介紹常見化工模擬軟件（如Aspen、PROII等）的使用，讓學生更為直觀的了解化工模擬軟件的功能與作用，讓學生熟悉針對不同分離物系的物性方法選擇，通過結(jié)合課程所學的物性方法，加強學生對物性方法的認識；讓學生認識在化工模擬中，單元操作模塊的選擇、建立以及相對應(yīng)參數(shù)設(shè)置過程，并通過模擬操作可以獲得哪些信息，讓學生真正認識到課本中所學的化工專業(yè)知識在過程模擬中是有用的，也讓學生樹立采用化工模擬技術(shù)手段解決實際問題的意識，增強學生使用化工模擬軟件的能力。

（3）在教學方式方法上，會借鑒國內(nèi)華東理工大學、大連理工大學、吉林化工學院等高校做法，引進舉例教學和案例教學，改變“滿堂灌”的教學模式，提倡“啟發(fā)式”和“引導(dǎo)式”教學，讓學生多思考、多練習，能夠充分體會化工過程工業(yè)及其他過程工業(yè)特點，并領(lǐng)會所學各知識點的實際用途，能夠了解生產(chǎn)問題的提出、分析、解決，有助于提高學生分析工程問題和系統(tǒng)解決問題的能力。比如，會將萊帕克公司設(shè)計開發(fā)的乙酸乙酯過程裝備基礎(chǔ)拓展系統(tǒng)引入課堂，通過動畫的方式給同學們介紹乙酸乙酯生產(chǎn)整個流程，進而介紹整個裝置所涉及到的萃取、填料塔精餾、板式塔精餾等分離過程，并組織學生現(xiàn)場參觀，加深整個課程的學習效果；也會將學院實驗中心的膜分離實驗?zāi)K引入到課堂中，通過動畫演示的方式給每位學生介紹整個膜分離模塊的具體組成，重點介紹每一個組成單元的具體原理、分離目的、分離效果以及在工業(yè)中的具體應(yīng)用，加強學生對新型膜分離手段的直觀認識，增強學生對于新型分離手段的學習興趣。此外，教學團隊中每位老師每年都會根據(jù)自己的研究方向或結(jié)合最新的研究成果設(shè)計和開發(fā)新的教學案例，一方面不僅可以豐富教學案例庫和教學資源，另一方面還可以使學生了解到更多分離工程領(lǐng)域的最新知識，激發(fā)學生對新知識學習的興趣。

圖1 乙酸乙酯過程裝備基礎(chǔ)拓展系統(tǒng)

另一方面，還將組織學生開展課模大賽和課外文獻閱讀，通過分組PPT匯報的方式，介紹《分離工程》課程中某一知識點或者某一種分離手段，最后按照得分設(shè)置獎項。通過分析我校學生課模大賽作品可以清晰地知道學生對于分離工程知識點的理解掌握程度，從而有針對性地進行持續(xù)改進。同時，還通過課模大賽的方式，加強本校學生與其他化工院校學生的聯(lián)系與交流，積極組織學生參加全國性質(zhì)的課模設(shè)計大賽，展示本校學生對于分離工程課程學習效果，在比賽中促進學生學習效果的提升和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。此外，在課程教學過程中，引入思維導(dǎo)圖的方式讓學生把每章知識點進行串聯(lián)，形成立體性，學生普遍反映把書本講薄了，理解也更加深刻。

（4）在教學評價上，除了平時考勤、課后作業(yè)和期末考試之外，還引入了案例教學大作業(yè)、隨堂提問、課外文獻學習和課模大賽，綜合考察學生學習效果。這種考核方式有利于學生采用更加多元化方式進行分離工程課程學習，豐富的學習渠道可以充分調(diào)動學生學習積極性，有助于培養(yǎng)學生對于分離技術(shù)的學習興趣。

4.結(jié)束語

正如陳寶生部長所講，除了創(chuàng)新，高等教育別無選擇，無路可走；除了革命，高等教育別無選擇，無路可走。作為一門化工類專業(yè)學生必須掌握的核心課程，我們教學團隊已從課程思政、教材建設(shè)、教學理念、授課內(nèi)容、方式和考評模式等方面作出一些具體的課程改革探索，也切實提升了我校分離工程課程建設(shè)質(zhì)量，對化工類學生專業(yè)知識體系的構(gòu)建具有重要意義。在未來的教學過程中，我們教學團隊將持續(xù)不斷學習借鑒其他高校的課程教學創(chuàng)新設(shè)計，不斷探索思考如何更好傳授分離工程，實現(xiàn)專業(yè)知識傳授與育人目標的統(tǒng)一。